Устройство для вычисления отношения временных интервалов

 

1. Специальное. конструкторское бюро геоф приборостроения Научного центра Теофизика"

АН Азербайджанской ССР (7) ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

BPEMEHHSIX ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам деления времяимпульсных сигналов с представлением результата в цифровой форме.

Известно устройство для вычисления отношения временных интервалов, .содержащее формирователи импульсов, ждущий мультивибратор, генератор пилообразного напряжения, ключи, эле-,-о менты памяти, дифференциальный усилитель, импульсный делитель напряжения и генератор импульсов управляемой длительности (1 1

Известно также устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, элемент задержки, элементы И, блок сравнения кодов и счетчики j 2$

Недостатками известных устройств 20 являются пониженные точность и быстродействие вычитаний.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее первый элемент И, подключенный входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй; группой входов к выходам второго счетчика, а выходом - к входу обнуления второго счетчика и к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом, - с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, первый, второй и третий входы которого соединенй соответственно с второй входной шиной. Устройства, выходом генератора импульсов и с выходом элемента НЕ, подключенного входом к первой входной шине устройства и к входу одновибратора (3) 3 99144

Недостатком известного устройства является пониженная точность включений, обусловленная возможной несинхронностью ввода время-импульсных сигналов из-за опережения меньшим интервалом времени большего интервала.

Цель изобретения - повышение точности вычислений.

Цель достигается тем, что в устройство для вычисления отношения времен- 10 ных интервалов, содержащее первый элемент И, подключенный входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика,соеди-,1 ненного выходами с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам второго счетчика, а выходом — к входу обнуления второго счетчика и к щ первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом - с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подклю- 2З чен к выходу элемента И, первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора импульсов, дополнительно введены триггер, третий эле- Зр мент И и формирователь коротких импульсов, подключенный входом к первой входной шине устройства и к первому входу триггера, а выходом - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройства, а выходом - с вторым входом триггера, подключенного выходом к входу одновибратора и к третьему входу второго элемента И.

На чертеже изображена блок-схема устройства для вычисления отношения временных интервалов.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый элемент И 2, первый счетчик 3, второй элемент И 4, второй счетчик 5, одновибратор 6, блок 7 сравнения кодов, элемент ИЛИ 8, счетчик 9 результата, формирователь

10 коротких импульсов, третий элемент И 11 и триггер 12. Элемент И 2 подключен входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора 1, а выходом — к счетному входу счетчика 3 ° Выходы счетчика 3 соединены с первой группой входов блока 7 сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам счетчика 5, 0 4 а выходом — к входу обнуления счетчика 5 и к первому входу элемента

ИЛИ 8. Элемент ИЛИ 8 соединен вторым входом с выходом одновибратора 6, а выходом — с счетным входом счетчика 9.

Счетный вход счетчика 5 подключен к выходу элемента И 4, первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора 1. Формирователь 10 подключен входом к первой входной шине устройства и к первому входу триггера 12, а выходом - к первому входу элемента И ll, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройства, а выходом — с вторым входом триггера 12. Выход триггера 12 подключен к входу одновибратора 6 и к третьему входу второго элемента И 4.

Устройство работает следующим образом.

На первую и вторую входные шины устройства подаются импульсы, имеющие длительность, соответствующую временным интервалам Т„, и Т, отношение которых требуется вычислить (Т 7 Т+.).

Импульсы высокой (образцовой) частоты с выхода генератора 1 проходят через элемент И 2 в течение меньшего временного интервала Т„ на счетчик 3, содержимое которого линейно увеличи.вается по мере его заполнения и в момент времени, соответствующий окончанию указанного интервала, становится равным и = Т11О, где fo - частота импульсов генератора 1. Это значение кода в дальнейшем сохраняется неизменным в счетчике 3 в течение всего времени измерения.

При совпадающих временных интервалах формирователь 10 в момент времени, соответствующий началу меНьшего временного интервала Т, формирует короткий импульс, который проходит через открытый элемент И 11 {элемент

И ll открыт, так как на его входе, связанном со второй входной шиной устройства, в данный момент времени— разрешающий потенциал высокого уровня) и устанавливает триггер 12 в положение "t", потенциал на выходе триггера скачком изменяется до уровня логического нуля, что запрещает поступление импульсов генератора 1 на счетчик 5 через элемент И 4, управляемый сигналом с выхода триггера..

В момент времени, соответствующий окончанию временного интервала T„

7 формула изобретения

5 9914 триггер 12 возвращается в исходное положение "0"; при этом перепадом потенциала с низкого на высокий уровень срабатывает одновибратор 6, который формирует импульс, заносимый через элемент ИЛИ 8 в счетчик 9 результата. Это значит, что в больший времен ной интервал Т .уложился ровно один временной интервал Т1. Одновременно элемент И 4 открывается (так как на выходе триггера теперь потенциал высокого уровня) и импульсы с выхода генератора 1 начинают заполнять счетчик 5, содержимое которого увеличивается до тех пор, пока не станет равным N> . Момент равенства фикси% руется блоком 7 сравнения кодов, импульс с выхода которого, во-первых, сбрасывает в нуль счетчик 5 и, вовторых, через элемент ИЛИ 8 заносит- 20 ся в счетчик 9 результата. Это значит, что в больший временной интервал Т уложился второй временной интервал

Т1. Содержимое счетчика 5 опять начинает увеличиваться (так как элемент

И 4 открыт и импульсы с выхода генератора 1 продолжают поступать на счетчик 5) и увеличивается до тех пор, пока не станет .равным М . Дальнейшая последовательность операций аналогич-Эв на рассмотренной, срабатывает блок 7 сравнения кодов, импульс с выхода которого .опять сбрасывает счетчик 5, заносится- в счетчик 9 результата через элемент ИЛИ 8 и т.д. Процесс вычисления заканчивается в момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Т .

При частично совпадающих или несовпадающих временных интервалах импульс с выхода формирователя 10 не проходит через элемент И 11, так как последний закрыт (импульс с длительностью, соответствующей временному интервалу Т, еще не поступил на вто- 4 рую входную шину устройства). В результате триггер 12 остается в исходном положении "0". В момент времени, соответствующий началу временного интервала Т, начинается заполнение счетчика 5 импульсами генератора 1, проходящими через открытый элемент

И 4. Содержимое счетчика 5 увеличивается до тех пор, пока не станет равным М . Момент равенства фиксиь 55 руется блоком 7, импульс с выхода которого, как и прежде, сбрасывает в нуль счетчик 5 и заносится через элемент ИЛИ 8 в счетчик 9 результата.

40 6

Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной. Здесь важно только отметить, что триггер, оставаясь в положении "0" в течение всего цикла измерения, фактически запрещает срабатывание одновибратора

6 и исключает, таким образом, формирование лишнего импульса и появление связанной с ним погрешности.

В известном стройстве этот импульс был бы сформирован, внеся погрешность в результате вычислений.

Таким образом, предлагаемое устройство в случае несинхронности ввода время-импульсных сигналов позволяет вычислять их отношение с большей точностью по сравнению с известным.

Устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее первый элемент И, подключенный входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам второго счетчика, а выходом — к входу обнуления второго счетчика и к первому входу элемента

ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом — с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента

И, первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности вычислений, в него дополнительно введены триггер, обратный элемент И и формирователь коротких импульсов, подключенный входом к первой входной шине устройства и к первому входу триггера, а выходом - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройства, а выходом - с вторым вхо дом триггера, подключенного выходом к входу одновибратора и к третьему входу второго элемента И.

991440 8

2. Авторское свидетельство СССР М 579628, кл. G 06 G 7/)6, 1976 °

Составитель С.Казинов

Техред А. 6абинец Корректор М.йемчик

Редактор С.Патрушева

Заказ 136/68 Тираж 704 Подрисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов P.Ã., Карпов Н.P. Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. М., s 3. Авторское свидетельство СССР

"Машиностроение" 1977 c° . 94 96 N 698006, кл. G 06 С 7/16, 1978 рис.68. (прототип).